Гравитационные волны были обнаружены не так давно, но, несмотря на всё величие, это открытие быстро исчезло из информационного поля, хотя, вообще-то, было подтверждено основное предсказание общей теории относительности Эйнштейна. Пространство деформируется! Вы можете себе это представить? Сложно, правда? А теперь представьте, что оно не просто деформируется, а изменяется из-за преобразования материи в гравитационные волны. Можно пойти ещё дальше, но обо всём по порядку...

Один мой коллега указал на то, что незамеченной оказалась работа с ещё более интересной гипотезой. Она была проведена по «горячим следам» открытия гравитационных волн, а её результаты могут неслабо так встряхнуть современную физику.

Речь о первом зафиксированном событии, породившем гравитационные волны — слиянии двух чёрных дыр с массами, примерно в 36 и 29 раз превышающими массу Солнца. В итоге было посчитано, что около 5% от первоначальной общей массы чёрных дыр (примерно три массы Солнца) были преобразованы в гравитационные волны.


Физики в своей работе оценили долю масс чёрных дыр, которая преобразуется в гравитационные волны, используя модель коллапсирующей Вселенной. Согласно их расчётам, 98% массы коллапсирующей Вселенной будут преобразованы в итоге в гравитационные волны.

Как изменяется общая гравитационная масса Вселенной, когда значительная часть массы чёрных дыр преобразуется в гравитационные волны? Ответ на этот вопрос зависит от обработки источников гравитационного поля (т. е. правой части уравнений Эйнштейна) в присутствии гравитационных волн (первоисточник, в котором показаны все преобразования, по ссылке в конце публикации).

На более раннем этапе развития общей теории относительности (1913-1916 годы) Эйнштейн предположил, что энергия вещества и энергия гравитационного поля эквивалентны как источник гравитационного поля, и включил гравитационную энергию в правую часть своих уравнений.


Но, после общения с коллегами-учёными и размышлений, с 1917 года гравитационная энергия была исключена Эйнштейном из правой части уравнений. Он предположил, что единственным источником гравитационного поля является обычное вещество и электромагнитное поле. В итоге всё свелось к тому, что общая масса Вселенной может изменяться при её расширении, что не очень согласуется с элементарной логикой. Но это было «согласовано» с коллегами, вроде Шрёдингера и Эддингтона.

Несмотря на это, существует мнение, что можно разложить левую часть уравнений Эйнштейна (тензор Рикки ) на линейную и нелинейную составляющие, затем переместить нелинейную часть в правую часть уравнений, где она будет рассматриваться как дополнительный источник гравитационного поля, что приводит нас к созданию неэйнштейновской теории гравитации.

50 лет назад, правда, считалось, что влияние излучения гравитационных волн на общую массу системы будет незначительным, что приравнивало нелинейную составляющую тензора Рикки фактически к погрешности, но открытие LIGO вновь поставило вопрос о вкладе гравитационных волн в общую массу системы в качестве актуальной проблемы.

Сразу после этого открытия некоторые физики вернулись к рассмотрению модели Вселенной с уменьшающейся гравитационной массой, которой, на минуточку, уже более семидесяти лет. Модель Вселенной с растущей гравитационной массой была рассмотрена Хойлом аж в далёком 1948 году, а в 1969 году Толман согласился с тем, что общая гравитационная масса Вселенной изменяется из-за преобразования материи в гравитационные волны.

Никаких «волшебных» преобразований

В своей работе 2016 года физики предположили, что гравитационные волны не вносят вклад в общую массу системы, что тоже с логикой не особо-то согласуется. Они показали, что уменьшение гравитационной массы системы за счёт излучения гравитационных волн приводит к силе отталкивания, которая Вселенную «растягивает».

Наблюдаемое ускоренное расширение Вселенной свидетельствует о том, что в прошлом силы отталкивания были чрезвычайно велики. Для объяснения ускоряющегося расширения Вселенной было разработано множество неэйнштейновских теорий и космологических моделей с гипотетической «тёмной энергией», которая только привнесла смуту в физику.

В работе, о которой идёт речь, показано, что гравитационная сила отталкивания может быть получена в рамках классической общей теории относительности. Существование сил притяжения и отталкивания в общей теории относительности обсуждается уже около ста лет, о чём сказано в начале этой статьи. В своей работе физики показали, что сила, из-за которой имеется ускоренное расширение Вселенной, может быть объяснена в классической общей теории относительности без дополнительных гипотез, вроде «тёмных энергий и материй».

Было показано, что сила отталкивания возникает на некоторых расстояниях от квазисферической системы, которые зависят от времени, прошедшего с начала изменения массы, быстро уменьшается с радиусом, но не исчезает. В завершении физики говорят, что найденный механизм силы отталкивания может быть применён к модели расширяющейся Вселенной.

К чему это может привести?

Это может означать, что большой взрыв и ускоренное расширение Вселенной связаны не с текущими процессами в ней, а с реликтовой гравитационной силой отталкивания или конфигурацией пространства–времени, которая возникла в предыдущем цикле Вселенной, когда на последней стадии коллапса интенсивная генерация гравитационных волн привела к резкому уменьшению её гравитационной массы.

Этот процесс породил мощную силу отталкивания, которая превратила большое сжатие в большой взрыв. На ранней стадии большого взрыва ускорение отталкивания было чрезвычайно высоким, но, поскольку ускорение отталкивания уменьшается со временем, текущая Вселенная расширяется с меньшим ускорением.

Если эти выводы однажды подтвердятся, получается, не надо было Эйнштейну соглашаться с мнением большинства.

Ссылки:

1. Работа, о которой речь в статье.
2. Об открытии гравитационных волн.
3. О «классической» квантовой гравитации.
4. Модель Вселенной с растущей гравитационной массой (статья 1948 года).Источник: "Science & Future"